全二重とは、データの送信と受信が同時に双方向で行われる通信システムを指します。この双方向通信規格は、電気通信、ネットワーク、無線通信など、多くの技術分野で普及しています。
フルデュプレックスの歴史的背景と起源
全二重の概念は電気通信ネットワークに由来し、1876 年にアレクサンダー グラハム ベルが電話を発明したことに関係しています。初期の電話システムは全二重通信をサポートしており、通常の人間の会話と同様に、2 人の当事者が同時に会話することができました。
「デュプレックス」という用語自体は、「二重」を意味するラテン語の「duplus」に由来しています。「デュプレックス」に「フル」が加わっているのは、一度に一方向しか通信できない半二重と区別するためです。技術的な文脈で「フルデュプレックス」という用語が初めて公式に使用されたのはいつだったかは特定しにくいですが、20 世紀中盤から後半にかけてデジタル通信が普及するにつれて、より一般的に使用されるようになりました。
フルデュプレックスの調査
全二重システムでは、データ フローは双方向で、信号の送信と受信が同時に行われます。これは、データの送信と受信はできるが同時にはできない半二重システムや、データ フローが単方向である単方向システムとは異なります。
電気通信では、全二重システムは電話や Voice over IP (VoIP) にとって不可欠であり、当事者間の同時通信を可能にします。データ ネットワーキングでは、デバイスが同時にデータを送受信できるため、データ転送が高速化し、衝突が減少します。
フルデュプレックスの内部構造と動作
全二重システムの機能は、送信用と受信用の 2 つの別個の物理チャネルまたはパスによって実現されます。これらのチャネルは、異なる周波数帯域 (周波数分割二重化 – FDD) または異なるタイムスロット (時分割二重化 – TDD) 上に存在できます。
有線通信システムでは、2 つの別個のチャネルは 2 本の物理的に別個のワイヤになります。対照的に、無線システムでは、異なる周波数または異なるタイムスロットを使用して分離が実現されます。
フルデュプレックスの主な特徴
- 同時双方向通信: データの送受信を同時に行えるため、通信効率が向上します。
- データレートの向上: 同時送信と受信のため、全二重システムの実効データ レートは半二重システムの 2 倍になります。
- 衝突の減少: デバイスは同時にデータを送受信できるため、データ パケットの衝突の可能性が大幅に減少します。
全二重通信の種類
送信チャネルと受信チャネルの分離方法に基づいて、全二重には主に 2 つのタイプがあります。
- 周波数分割複信 (FDD)このタイプでは、データの送信用と受信用に 2 つの別々の周波数帯域を使用します。
- 時分割複信 (TDD): このタイプでは、送信操作と受信操作が異なる時間間隔で発生します。
タイプ | 説明 |
---|---|
FDD | 2つの異なる周波数帯域を使用する |
タイムスタンプ | 異なる時間間隔で送受信する |
全二重の使用法と関連する問題と解決策
全二重システムは、電話、VoIP、イーサネット ネットワーク、無線通信など、さまざまなアプリケーションで使用されます。
全二重システム、特に無線通信における主な課題の 1 つは、「自己干渉」です。これは、デバイス自身の送信が受信に干渉する現象です。高度な信号処理やアダプティブ アンテナ アレイなどの最近の技術開発により、この問題に対処し、真の全二重無線通信が可能になり始めています。
比較と主な特徴
半二重システムや単方向システムと比較すると、全二重システムには次のような明確な特徴があります。
システムタイプ | データフロー | データレート |
---|---|---|
シンプレックス | 一方向のみ | 低い |
半二重 | 両方向だが同時にではない | 中くらい |
全二重 | 両方向同時に | 高い |
全二重通信に関する将来展望
特に 5G および将来の 6G システムにおいて、無線通信用の全二重技術を完成させるための研究が進行中です。無線通信における全二重の利点を最大限に活用するために、MIMO (Multiple Input Multiple Output) アンテナ、ビームフォーミング、高度な干渉除去技術などの技術が開発されています。
全二重およびプロキシサーバー
プロキシ サーバーの場合、全二重によりパフォーマンスが向上します。仲介者として、プロキシ サーバーはクライアントからの要求を受信し、関連するサーバーに転送します。全二重モードでは、プロキシ サーバーはクライアントからの要求を同時に受信し、サーバーに要求を送信できるため、全体的なネットワーク効率が向上します。
関連リンク
全二重の詳細については、以下を参照してください。
OneProxyのサービスの詳細については、こちらをご覧ください。 ワンプロキシ.プロ.